道路橋梁施工中的軟弱地基處理

韓濤 肖明 卓林華

摘要：隨著現階段城市化進程的不斷發展，道路橋梁的數量也隨之不斷增多。軟弱地基處理妥善與否，直接關系到道路橋梁整體結構的穩定和安全。鑒于此，本文就結合筆者相關工作經驗，對道路橋梁施工中的軟弱地基處理進行了簡要的分析與探討。

關鍵詞：道路橋梁；施工；地基處理

中圖分類號：TU997文獻標識碼： A

一、軟弱地基概述

工程建設施工中常遇見的較為松軟的地基環境就是軟弱地基，它主要由淤泥質土、雜填土或其它高壓縮性土層構成，這就要求工程施工技術人員在設計地基施工方案時必須嚴格按照軟弱地基的設計標準進行設計。如果只是建筑地基的局部存在高壓縮性土層，也應該按照局部軟弱土層進行設計施工。

在進行工程設計和地基處理設計前，工程技術人員應該對地基環境進行一定技術含量的勘察，查明軟土層承載力情況和其他相關狀況，以及地基土層的物理和化學性質。特別的，沖填土層的均勻性和排水固結條件情況，雜填土層的自重下穩定性和濕陷性情況也應該勘察清楚。另外，對于其它特殊土層應該查明特定土層的特征、工程性質、成層情況等情況。這些數據都是工程設計和選用地基處理方案的依據，所以勘察時務必要認真嚴謹。

二、道路橋梁施工中軟弱地基的影響表現

關于道路橋梁施工中的軟弱地基，在施工過程中容易受到樁側泥皮、樁端沉渣和其他因素等的影響，從而影響道路橋梁工程整體的質量水平。這些影響主要體現為以下幾點：

（1）樁側泥皮影響

軟弱地基條件下，樁基在成孔期時，利用優質泥漿護壁，以提高孔壁的穩定性，其中由泥漿顆粒吸附形成的泥皮，起到重要的作用。然而，泥皮有礙于混凝土與周圍土體的黏結，使得樁側的摩阻力大打折扣。經實驗，分別確定了泥皮的含水率、天然密度、液塑限等，發現其含水率在液限之下，為軟塑狀態，而其不均勻系數在5之下，屬于級配較差的均勻土，相比于樁間土，前者的抗剪強度和黏聚力指標都比較小。

（2）樁端沉渣影響

泥漿護壁鉆孔樁施工時，由于是以泥漿作為沖洗介質，因此無法徹底清除樁端的沉渣，而沉渣能夠改變樁端土的持力層性質，使得鉆孔樁的承載力被削弱。譬如某道路橋梁工程的灌注樁間，存在330mm厚的沉渣，檢查發現灌注樁受到沉渣影響，承載力已經降低了約30%左右，亟需將樁底填充的沉渣清除。

（3）其他因素影響

首先是成孔期間，樁端和樁側在漿液侵蝕影響下，摩阻力下降，某些樁孔里面，泥漿液體無法全部排出，使得樁基土層被浸泡而逐漸松軟，同時降低了土層的抗壓強度；其次是水下混凝土施工期間，灌注導管里面的混凝土出現離析情況，使得樁底的混凝土強度降低，這對單樁承載力也有一定程度的影響；再次是混凝土硬化期間，其體積變小的同時，樁基的混凝土與孔壁之間的間隙，導致側摩阻力減小，而單樁承載力也會隨著降低。

三、軟弱地基處理的主要目的

對軟弱地基進行處理的主要目的就是通過各種物理或者是化學處理方法，改善軟弱地基土體的不良地質特性以及透水特性，降低土體的壓縮性，同時提高土體的抗剪強度，歸根結底就是實現軟弱地基土體穩定性與承載能力的提升，因此軟弱地基施工處理需要重點解決以下幾方面的問題：

（1）解決橋梁基礎的強度與穩定性問題。由于軟弱地基土體的抗剪強度較小，因此無法直接承受橋梁自重以及交通荷載，如果軟弱地基土體處理不當，強度不足、穩定性較差會造成地基出現局部或者是整體的剪切破壞，進而出現橋臺破壞以及地基失穩等問題發生。

（2）解決各種沉降變形問題。由于軟弱地基容易出現較大的沉降變形以及不均勻沉降變形，因此容易造成橋梁結構由于結構受力模式的變化出現開裂等問題，嚴重影響橋梁結構的通車安全。

（3）在外部交通荷載或者是地震波的作用下，軟弱地基土體很容易出現液化、失穩以及震陷等問題，造成橋梁結構的破壞，提高軟弱地基土體的穩定性也是施工處理的關鍵內容。

四、道路橋梁施工中的軟弱地基處理技術

（1）管樁加固法

1、孔內深層強夯法

孔內深層強夯法就是指利用施工機械在地基上打孔，然后在孔內放入重錘。通過分層填料、分層強夯或者是邊填料邊強夯，以保證地基土的密實性?？變鹊奶盍峡梢圆捎媒ㄖ?、工業廢料、煤灰以及卵石等材料?？變壬顚訌姾环ㄅc其他地基處理措施的最大不同在于，孔內深層強夯法是通過孔道來處理深處的地基，采用的是自下而上的，由深到淺層的方式。在地基處理過程中，需要根據地基的土質情況，來選用不同的處理工藝，以保證樁體能夠獲得托盤狀、擴大頭以及串珠狀等理想形狀，這樣有利于增強樁體之間的摩阻力，使樁體間的土緊密度和咬合度得到提高，進而達到提升橋梁地基承載力的目的?？變葟姾惶幚矸ㄖ饕m用于土質粘性較高，膨脹比較嚴重，且濕陷性較大的橋梁地基土層中。這種地基處理技術可以說是一種較為先進的地基處理技術，在橋梁軟弱地基處理中應用這種技術，可以大幅降低施工中對環境造成的污染，同時，也可以有效節省工程的成本。

2、碎石粉煤灰混凝土樁

這種管樁主要是采用錘擊力、振動力以及靜壓力等方法，將一端暫時封閉的無縫鋼管沉入地基當中，然后通過無縫鋼管向地基中灌注入水泥混凝土，邊灌注混凝土、邊緩慢拔出鋼管，以此來形成鋼筋籠與混凝土共同作用的樁柱。這種方法目前在橋梁軟弱土地基處理中應用較為廣泛，在施工配比時，可以結合具體要求，摻入適量的粉煤灰來提高混凝土的和易性與工作性;在碎石粉煤灰混凝土樁施工時，需要對施工場地進行合理布置。開工之前還需要進行成樁試驗，以此來判斷各項施工措施是否能夠符合工程需要，同時對機械設備的性能及使用情況進行檢驗。對攪拌機、料場的位置進行合理安排，盡量縮短混凝土出料到沉管加料口的時間;在混凝土澆筑過程中，應該緩慢、穩定的拔管。當沉管在拔管至地面2m左右時，應該放緩拔管的速度，以提升樁身直徑與樁身混凝土的密實度;為了避免對剛施工完的樁造成擾動，可采取跳打樁的方法來進行施工，即每隔1條～2條樁施工1條樁，下一樁施工必須在鄰樁達到設計要求強度后開始。施工完成后，需要對樁身進行必要的保護，在混凝土還沒有到齡期之前，不可采用重型機械進行局部碾壓，也不可進行填土加載;碎石粉煤灰混凝土樁施工完成后，必須進行嚴格的質量檢測，在質量檢測時，需要加強抽芯檢測與小應變檢測，檢測頻率為抽芯檢測1%～3%，小應變檢測15%～30%，最后根據樁的總數量與檢測成本來確定檢測頻率，同時還要對檢測結果進行總結分析，以不斷提升碎石粉煤灰混凝土樁的施工質量。

（2）換填土處理法

當應有的承載力和穩定性在道路橋梁地基上不能得到滿足，而且軟土層的厚度并不大，在軟土層上進行采挖，之后在考慮實際情況的基礎上，分層填充如爐渣、粉煤灰、砂石和灰土等穩定性較好的材質，再對材質進行強夯打壓，從而使地基密度加大，地基承載力得以提高，而沉降量下降，使軟土地基的排水固結加快，從而讓改造后的軟土地基符合建筑施工中的設計要求，以此來確保施工過程的安全。上述方法就被稱為換填土處理法。土層的附加應力分布規律是換填土處理方法依據的原理，在排水性較差且土質不均勻的軟土地基上，這種方法被廣泛應用。

（3）密實加固法

1、排水擠密加固法

在江河湖海和含水量較高的沼澤等周邊的軟土地基都能運用排水擠密加固法。顯而易見，這種方法采用某種獨特的方式排水和吸水，例如在軟土層中插入機械將塑料排水板，水分經過預壓負荷，沿著塑料板滲透到砂墊層，從而使軟土地基的承載力得以加固。排水擠密加固法作為一種新興的技術和工藝，從以往不同的角度對軟土地基進行加固，在道路橋梁施工中得到廣泛應用，具有施工簡單，加固處理效果好等優點。

2、高壓噴射注漿法

這種方法與上面所講到的強夯動力固結方法具有一定相似性。它利用高壓噴射施工機械，將水泥、粉煤灰等強度和固結性較好的材料通過高壓噴射傳輸到軟弱地基深層，經過注漿操作來提高整個地基的強度。相對而言，高壓噴射注漿樁處理深度較大，目前的技術能達到的最大處理深度已達30m。

五、結語

總而言之，道路橋梁事業隨著經濟和時代的進步也在不停發展，我們應當對軟土地基的處理措施加以重視。那么就要就工程技術人員掌握各種不同的處理方法，在施工前要對各種軟弱地基進行詳細的分析研究，以便采取更加合適合理的處理方法，以改善軟弱地基的土體力學性能，提高基礎的承載力，避免由于各種軟弱地基處理不徹底造成道路橋梁結構后期工程病害問題的發生。

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